Bacteriófago são vírus que infectam bactérias e se multiplicam no processo. Também existe um bacteriófago específico para cada bactéria. Os bacteriófagos são usados na medicina e na engenharia genética.
O que são bacteriófagos?
Os bacteriófagos são um grupo de vírus que infectam bactérias e arquéias (bactérias primordiais). Ao fazer isso, eles continuam a se multiplicar, destruindo a bactéria.
Para cada bactéria existe um bacteriófago específico baseado no princípio da fechadura e chave. De acordo com a definição tradicional, os bacteriófagos, como todos os vírus, não são seres vivos. Eles dependem de um hospedeiro para sua reprodução. Nenhum processo bioquímico ocorre fora do hospedeiro. Os fagos usam as enzimas de seus hospedeiros para isso.
Os bacteriófagos consistem apenas em DNA ou RNA, que são circundados por uma capa protéica. A grande maioria dos fagos, entretanto, tem DNA como seu material genético.
Os fagos foram descritos pela primeira vez em 1917 pelo biólogo canadense Félix Hubert d'Hérelle. A estrutura dos vários fagos é diferente. Basicamente, os bacteriófagos consistem em vários componentes. O foco principal era a estrutura dos chamados fagos T, que também infectam a bactéria Escherichia coli.
Os fagos T consistem em uma cabeça poliédrica que é conectada a um canal de injeção alongado (dispositivo de injeção) através de um pescoço. A placa de base com fibra de cauda e pontas está localizada sob o dispositivo de injeção. A cabeça é um capsídeo que contém ácido nucléico. O capsídeo, o canal de injeção e a placa de base são feitos de proteína. As fibras e pontas da cauda servem para ancorar o fago à parede celular da bactéria.
Ocorrência, distribuição e propriedades
Os bacteriófagos são universais. Existem cerca de 10 elevado à potência de 30 bacteriófagos na água do mar. Há também um fago correspondente para cada bactéria.
A multiplicação dos bacteriófagos pode ser dividida em cinco fases. Primeiro, o fago é absorvido por um receptor específico da parede celular. As pontas dos fios da cauda fixam-se na superfície da célula. Na próxima etapa, o fago injeta seu DNA ou RNA na bactéria. As conchas de proteína vazias permanecem na superfície bacteriana. A terceira fase é chamada de fase de latência, na qual nenhum fago pode ser detectado. Durante a fase de latência com duração de várias horas, a tradução no mRNA viral e a replicação no ácido nucleico viral começam. Na chamada fase de produção, são criadas as proteínas virais. Então, na fase de maturação subsequente, os componentes individuais do vírus são compostos. Depois que a produção do vírus está completa, uma lisozima produzida pela célula bacteriana convertida dissolve a bactéria e libera os fagos produzidos.
Significado e função
Hoje, os bacteriófagos já são amplamente usados em muitas áreas. Campos especiais de aplicação se abrem na medicina, biologia ou engenharia agrícola. Na medicina, os bacteriófagos são usados para detectar cepas bacterianas devido à sua especificidade para certas bactérias. Essa área de aplicação é chamada de lisótipo.
Atualmente, está sendo realizada uma pesquisa intensiva no combate a bactérias usando bacteriófagos em infecções. Esta área de pesquisa está ganhando importância, especialmente sob a influência do número cada vez maior de cepas bacterianas resistentes a antibióticos. No entanto, a fraca estabilidade dos fagos no corpo é problemática. Eles são eliminados imediatamente pelos próprios fagócitos do corpo.
Félix Hubert d'Hérelle já considerou esta possível aplicação. No entanto, após a descoberta e introdução dos antibióticos, os resultados da pesquisa sobre esta possível aplicação foram completamente esquecidos. No entanto, o Instituto Eliava para Pesquisa de Fagos, fundado por D'Hérelle em 1934, ainda existe em Tbilisi, Geórgia. Junto com o Instituto Ludwik Hirszfeld de Imunologia e Terapia Experimental de Wroclaw, Polônia, a pesquisa está sendo realizada lá sobre métodos alternativos de combate a bactérias resistentes a antibióticos usando fagos.
Os fagos também são usados de muitas maneiras diferentes na indústria de alimentos. Por exemplo, vários sprays de fago são usados ao embalar queijo ou salsichas para protegê-los de bactérias.
A engenharia genética também é uma grande área de aplicação. Por exemplo, os fagos são agora usados como vetores para certos genes e introduzidos em bactérias. Usando este método, cepas bacterianas produtoras de insulina de Escherichia coli poderiam ser geradas.
Esses vetores também estão se tornando cada vez mais importantes para a produção de outras substâncias ativas. Além disso, alguns deles podem ser usados para combater defeitos genéticos.
Doenças e enfermidades
No entanto, os bacteriófagos não apresentam apenas efeitos positivos. Algumas doenças infecciosas graves só surgem com a ajuda de fagos. A difteria é desencadeada pela bactéria Corynebacterium diphtheriae. No entanto, a doença só pode surgir se Corynebacterium diphtheriae for simultaneamente infectado com bacteriófagos. Após a infecção por fagos, essas bactérias produzem a toxina característica que causa os sintomas graves, às vezes fatais.
A doença começa com sinais como dificuldade em engolir, fadiga, náuseas e dores abdominais. Há uma camada branca nas amêndoas que cheira mal, doce. Freqüentemente, há complicações como pneumonia ou miocardite, que podem ser fatais.
Outra doença causada por bacteriófagos é a escarlatina. A escarlatina é causada por estreptococos infectados com bacteriófagos. Como resultado dessa infecção, a bactéria produz uma toxina particularmente insidiosa. Existem sintomas graves com calafrios, febre, vômitos e dor de garganta. No início a língua é branca, mas depois de alguns dias torna-se vermelho-framboesa. Uma erupção também ocorre. Se a bactéria não estivesse infectada com o bacteriófago, isso levaria apenas a uma amigdalite inofensiva.
A cólera também é causada por uma bactéria infectada com bacteriófagos chamada Vibrio cholerae.
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